循环荷载作用下混凝土卸载刚度试验研究

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发布时间：2021-10-26

资料介绍

对钢纤维混凝土和普通混凝土试件进行了等应变增量重复加卸荷载试验，应变速率分别为 10 ／s、10-4／s、1O。，s。试验结
果表明，2种混凝土在加载初始段内，会出现卸载刚度提高的现象，之后混凝土的卸载刚度才会逐渐降低；在混凝土破坏时，钢纤维
混凝土的卸载刚度退化率最终保持在 0．2以上，普通混凝土的卸载刚度退化率则保持在 0．1；卸载刚度提高的幅度与应变速率有关，
在应变速率为 10。／s时，提高程度最明显，钢纤维混凝土与普通混凝土的卸载刚度退化率峰值分别提高 19．O％和 6．8％；不同应变速
率的荷载作用下，钢纤维混凝土的卸载刚度变化差异比普通混凝土更加明显。在试验的基础上，进一步建立了卸载刚度退化率和应
变之间的关系式。
关键词：混凝土：循环荷载；应变速率；卸载刚度
中图分类号：TU528．572 文献标识码：A 文章编号：1001—702X(2010)叭一0001—04
Experim ental study on the unloading rigidity of concrete with cyclic load
MEI Shiqiang，JIANG Yuan，WANG Qianfeng
(College of Civil＆ Hydropower Engineering，China Three Gorges University，Yichang 443002，Hubei．China)
Abstract：Equidifferent strain cyclic loading tests were carried out on the steel fiber reinforced concrete(SFC)and ordinary
concrete．The strain rates were 10 ／s，10 ／s and 10。／s respective1)r． Th e results showed that the rigidity of the two kinds of
concrete was increased at the beginning of loading，then the rigidity was gradually decreased．The degenerate ratio about unloading
rigidity of SFC was kept above 0．2，while that of ordinary concrete was kept at O．1．Increase of unloading rigidity was affected by
strain rate：it was increased most obviously at strain rate of 10-3／s，which was 19．0％ and 6_8％ up respectively for SFC and
ordinary concrete．Under the loading function of different strain rates，the rigidity of SFC changed more obviously than that of the
ordinary concrete．Based on these tests，the relational expression between the degenerate ratio of unloading rigidity and the strain
rate was established．
Key words：concrete：cyclic load；strain rate；unloading rigidity
0 前言
钢纤维混凝土已被广泛应用于隧洞、水利、矿山、道路、港
口和海洋等工程领域，对钢纤维混凝土材料下的静态力学性
能已有了一些研究工作_l-41。在动态循环荷载作用下的混凝土
试验还比较缺乏，而混凝土结构在使用期间往往承受各种重
复加卸载作用。此外，混凝土作为多相材料，在加载之前各骨
料界面就带有微裂纹，随着外荷载的增加，这些微裂纹不断演
化扩展，同时混凝土的内部损伤加剧。目前对于混凝上的损伤
基金项目：国家自然科学基金项 171(50679039)
国家自然科学基金重大项目(90510017)
中国博士后基金项目(20060390832)
收稿日期：2009—08—19
作者简介：梅世强，男，1984年生，湖北安陆人，硕士研究生，从事混
凝土以及钢纤维混凝土动力特性及细观力学研究。地址：湖北省宜昌
市大学路 8号，电话：13487251015，E-mail：meishiqiang@ ahmet。
有一定的研究I”】，而对钢纤维混凝土损伤的研究工作甚少嘲。
许多研究表明，混凝土的刚度退化能够反映混凝土的损伤发
展程度_9_“】。鉴于此，本文通过混凝土的等应变增量(Ae=lx
10。)重复完全加卸荷载试验，对加卸荷载过程中卸载刚度退
化的规律进行研究，描述了中应变速率下普通混凝土与钢纤
维混凝土的卸载刚度变化规律，得到了卸载刚度退化率与应
变之间的关系。
1 混凝土循环加载试验．
1．1 试样制备
本试验钢纤维混凝土的设计强度等级为 C40，依据 JGJ
55—2000《普通混凝土配合比设计规程》以及JGff 3064--1999
《钢纤维混凝土》进行配合比设计与试配，确定钢纤维混凝土
各组成材料用量。
1．1．1 材料选择与配合比设计
试验采用42．5R普通硅酸盐水泥；细骨料采用细度模数
为2．4、最大粒径为5 miTt的连续级配河砂，粗骨料采用5 20